【正文】 . motor. What’s more, is used in this system to measure the speed of . motor. In software, the article introduced the PID operation procedures, such as initial program and the writing of the thought and specific program realization .The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the singlechip puter and participates in a PIDcalculation. Key words: PWM signal；IR2110；PID calculation1 緒論直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。過(guò)載能力大,能承受頻繁的沖擊負(fù)載,可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。以下是三種可改變占空比的方法： （1）定寬調(diào)頻法:保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。與此同時(shí)，IR2110的研制成功并且投入應(yīng)用可以極大地提高控制系統(tǒng)的可靠性?！　。?）IGBT導(dǎo)通時(shí)承受的峰值電流: Iirm= （32） 額定電電壓按220V供電電壓、額定功率10kVA容量算。D在0—1之間變化，因此λ在177。雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1）電流一定連續(xù)。圖36 編碼器原理圖增量式光電編碼器在圓盤上有規(guī)則地刻有透光和不透光的線條，在圓盤兩側(cè)安放發(fā)光元件和光敏元件。 M/T法測(cè)速原理 M/T法測(cè)速原理是在對(duì)光電編碼器輸出的測(cè)速脈沖數(shù)m1進(jìn)行計(jì)數(shù)的同時(shí)對(duì)時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)m2也進(jìn)行計(jì)數(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō),它有以下一些功能: 與微處理器接口簡(jiǎn)單。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。 TH0=(65536500)/256。當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)向CPU申請(qǐng)中斷。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。如圖47所示.開(kāi) 始計(jì)算NK存入46H—48H計(jì)算ANK存入4CH—4EH計(jì)算ΔNK存入4CH—4EH計(jì)算CBNK2存入4FH—51H計(jì)算ANK+BNK存入4CH—4EH計(jì)算BNK存入4FH—51H取ΔNK整數(shù)N降速N轉(zhuǎn)更新NK1,NK2取ΔNK整數(shù)NΔNK0提速N轉(zhuǎn)返 回AT89C51開(kāi)始 圖47 PID流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)存放計(jì)數(shù)器T1中的值是否計(jì)夠20次？累加20次的計(jì)數(shù)值計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)速n=60M/ZTc給出PID運(yùn)算參數(shù)TI、TD、KP調(diào)用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器運(yùn)算保存運(yùn)算結(jié)果將實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，送入顯示RAM顯示返回中斷重新設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初值并啟動(dòng)重新設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初值并啟動(dòng)NY圖48 調(diào)速軟件系統(tǒng)框圖5系統(tǒng)的MATLAB仿真 ，使用MATLAB對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法有兩種：一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用MATLAB的Simulink工具箱對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究；另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用Power System工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。Ka=。
首先，我要特別感謝梅楊老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間曲老師指導(dǎo)我、幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計(jì)思路，完善操作方法，并對(duì)我所做的設(shè)計(jì)提出有效的改進(jìn)方案。 ///速度增減量二unint speedbuf=0。定時(shí)器0為計(jì)數(shù)模式,使用方式2 TH1=0Xfa。 control()。 if(i==0) ///顯示個(gè)位 { P0=zm[gw]。 for(i=80。 if(i==0xf7) { if(a3) ///速度減(慢速) a=an。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問(wèn)題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過(guò)去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開(kāi)的。 if(i==0x7f) a=5。 } } if(i==0xfb) ///第三個(gè)鍵是否按下 { delays()。 TH0=0。 ///求速度百位值送百位顯示緩沖 qw=speedbuf/1000。 ///調(diào)用顯示程序 speedcan()。 ///電機(jī)控制的初始化 in2=0。///在程序存儲(chǔ)區(qū)定義字型碼表uchar code wm[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}。而在軟件方面，采用PID算法來(lái)確定閉環(huán)控制的補(bǔ)償量也是由數(shù)字電路組成的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)所不能及的。m2。將模擬的PID算式 (42)用求和的方式代替積分； (k=0, 1 ,2,……..) (43) 進(jìn)行離散處理有 (44)這便是增量式PID算式，由于它的每次輸出均與過(guò)去有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)Ek進(jìn)行累加，故工作量大。Steadystate選通個(gè)位?是否選通個(gè)位?是否選通個(gè)位?是否選通個(gè)位?是否顯示個(gè)位顯示十位顯示百位顯示千位返回延時(shí)延時(shí)延時(shí)分解速度值到顯示緩沖區(qū)延時(shí)顯示完畢?否是圖45 顯示子程序提速N轉(zhuǎn)是否停止記數(shù)讀計(jì)數(shù)器值求出此時(shí)電機(jī)速度值重裝記數(shù)初值開(kāi)始記數(shù)返回 圖46測(cè)速子程序 PID控制器原理在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。初始化子程序——完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等，如圖42。這樣，我們可以通過(guò)設(shè)定不同的定時(shí)初值TW，從而改變占空比，進(jìn)而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 電源電路采用78系列芯片產(chǎn)生+5V、+15V。Intel公司的8279是鍵盤/顯示模塊的核心控制器。當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，A相脈沖超前B相脈沖90176。絕對(duì)式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。當(dāng)時(shí)，為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。因此電樞上的工作電壓是雙極性矩形脈沖波形，由于存在著機(jī)械慣性的緣故，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由矩形脈沖電壓的平均值來(lái)決定的。（5）與MOSFET一樣，IGBT具有很大的輸入電阻和較小的輸入電容，則驅(qū)動(dòng)功率低，開(kāi)關(guān)速度高。功率放大驅(qū)動(dòng)芯片有多種，其中較常用的芯片有IR2110和EXB841，但由于IR2110具有雙通道驅(qū)動(dòng)特性，且電路簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格相對(duì)EXB841便宜，具有較高的性價(jià)比，且對(duì)于直流電機(jī)調(diào)速使用起來(lái)更加簡(jiǎn)便，因此該驅(qū)動(dòng)電路采用了IR2110集成芯片，使得該集成電路具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和保護(hù)功能。由于閉環(huán)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)因此選用閉環(huán)系統(tǒng)。占空比D表示了在一個(gè)周期里，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值，變化范圍為0≤D≤1。脈寬調(diào)速利用一個(gè)固定的頻率來(lái)控制電源的接通或斷開(kāi)，并通過(guò)改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短，即改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此，PWM又被稱為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。由于單片機(jī)的體積小、重量輕、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、控制靈活、應(yīng)用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，單片機(jī)的應(yīng)也更加廣泛特別是在各種領(lǐng)域的控制、自動(dòng)化等方面。此外，本文中還采用了芯片IR2110作為直流電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動(dòng)模塊，并且把它與延時(shí)電路相結(jié)合完成了在主電路中對(duì)直流電機(jī)的控制。要求直流電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為3050轉(zhuǎn)/秒，實(shí)時(shí)測(cè)量電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速,并要求在LED數(shù)碼管上顯示出來(lái)。研究以單片機(jī)AT89S52和IR2110控制的直流電機(jī)脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用模擬元件，雖在一定程度上滿足了生產(chǎn)要求，但是因?yàn)樵菀桌匣驮谑褂弥幸资芡饨绺蓴_影響，并且線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件性能、溫度等因素的影響，故系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性及準(zhǔn)確性得不到保證，甚至出現(xiàn)事故。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控法。而軟件部分，是對(duì)硬件端口所體現(xiàn)的信號(hào)，加以采集、分析、處理，最終實(shí)現(xiàn)控制器所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，達(dá)到控制器自動(dòng)對(duì)電機(jī)速度的有效控制。同開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點(diǎn)?？删幊淌侵杆鼈兊墓ぷ鞣绞接芍噶顏?lái)設(shè)置，或者當(dāng)計(jì)數(shù)器用，或者當(dāng)定時(shí)器用，并且記數(shù)（定時(shí)）的范圍也可以由指令來(lái)設(shè)置。（2） IGBT的輸出電流和跨導(dǎo)都大于相同尺寸的功率MOSFET。在HIN為低電平期間，LIN端輸入高電平，VT VT 3導(dǎo)通，在直流電機(jī)上加反向工作電壓。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。由于A、B兩相的脈沖相位相差90176。CPU在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。如上圖示。N隨著機(jī)型的不同而不同。 while(1) { if(num==4) { PWM=~PWM。兩種中斷服務(wù)中，故障保護(hù)中斷優(yōu)先級(jí)別最高，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷級(jí)別次之。 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。本次設(shè)計(jì)選用直流電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)直流電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)PN=、UN=220V、IN=10A、nN=1480 r/min，Ks==。 Transfer function from input 1 to output: 10s^2 + 11 s + 11Transfer function from input 2 to output: 50 s + 50s^2 + 11 s + 11 step(dcm(1))。 ///控制位定義sbit in2=P3^1。 ///顯示初始化 P0=0xc0。 ///開(kāi)定時(shí)器 while(1) ///無(wú)限循環(huán) { key()。 gw=speedbuf%10。 }}///*************************************************************************///讀速度值子函數(shù),從計(jì)數(shù)器0中讀計(jì)數(shù)值,經(jīng)過(guò)計(jì)算,求出當(dāng)前速度值///*************************************************************************speedcan(){ if(ys==500) { TR0=0。 } } if(i==0xfd) ///第二個(gè)鍵是否按下 { delays()。 if(i==0xbf) { in1=0。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。論文密級(jí)：□公開(kāi) □保密（___年__月至__年__月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_______ 導(dǎo)師簽名：______________年_____月_____日 _______年_____月_____日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)